Взаимосвязь коррозионно-электрохимического поведения и донорно-акцепторных свойств поверхности углеродистых и низколегированных сталей

• Автор: Артамонов, Олег Юрьевич
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 140 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Электрохимическое поведение железа в щелочных средах

1.2. Электрохимическое поведение железа в нейтральных средах.

1.3. Пассивация

1.3.1. Строение, состав и защитные свойства пассивирующих пленок на железе в нейтральных и щелочных средах.

1.4. Питтинговая коррозия

1.4.1. Общие закономерности процесса питтинговой коррозии

1.4.2. Влияние чистоты железа на его питтингостой кость в слабоконцентрированных хлоридных средах

1.5. Коррозионноэлектрохимическое поведение углеродистых и

низколегированных сталей.
1.6. Электрохимические шумы
1.6.1. Развитие представлений об электрических шумах физикохимических систем.
1.6.2. Классификация шумов в электрохимических системах .
1.6.3. Источники электрохимического шума.
1.6.4. Использование метода электрохимического шума в коррозионных исследованиях
1.7. Сканирующая туннельная микроскопия
1.7.1. Принцип работы электрохимического сканирующего туннельного микроскопа.
1.7.2. Сканирующая туннельная спектроскопия
1.7.2.1. Сканирующая туннельная спектроскопия по напряжению
1.7.2.2. Сканирующая туннельная спектроскопия по расстоянию
1.7.3. Применение метода СТМ для оценки электрохимических и элекгрофизических свойств поверхности металла
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ГЛАВА И. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
II. 1 Исследованные материалы и их обработка
II.2. Определение химического состава сталей
И.З. Определение структурного и структурнофазового состава сталей
.4. Определение количества коррозионно активных неметаллических включений КАНВ в сталях.
.5. Растворы и реактивы.
.6. Аппаратура, приборы и вспомогательные материалы.
Н.7. Коррозионные испытания.
.7.1. Реактивы и растворы.
.7.2. Подготовка поверхности образцов.
.7.3. Проведение испытаний
.8. Электрохимические испытания.
И.8.1. Реактивы и растворы
.8.2. Подготовка поверхности образцов.
.8.3. Снятие потенциодинамических поляризационных кривых в растворах электролитов
.8.4. Измерения электрохимического шума.
.8.5. Микроскопическое исследование поверхности металла.
.9. Метод химического травления поверхности металла.
Измерения методом сканирующей туннельной микроскопии.
II. .1. Установка для проведения исследований методом сканирующей
туннельной микроскопии
ГЛАВА III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ.
III. 1. Коррозионноэлектрохимическое поведение углеродистой и
низколегированной стали.
III. 1.1. Электрохимические характеристики гассивируемости и
питтингостойкости углеродистой стали
НЛ .2. Электрохимические характеристики гассивируемости и
питтингостойкости низколегированной стали
III. 1.3. Питтингостойкость углеродистой и низколегированной стали по результатам коррозионных испытаний.
1.2. Характеристики электрохимического шума исследуемых сталей
1.3. Оценка коррозионной стойкости исследуемых сталей с помощью химического метода.
1.4. Донорноакцепторные свойства поверхности исследуемых сталей
ГЛАВА IV. ОБСУЖДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ. 2 IV. 1. Взаимосвязь питтингостойкости углеродистой стали и характеристик
электрохимического шума.
У.2. Взаимосвязь питтингостойкости низколегированной стали и
характеристик электрохимического шума.
У.З. Взаимосвязь электрохимических и донорноакцепторных свойств
поверхности исследуемых сталей
У.4. Влияние ванадия на коррозионное электрохимическое поведение
углеродистой и низколегированной стали
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Потребление углеродистых и низколегированных трубных сталей в России и странах ближнего зарубежья составляет более тыс. США, Арабские страны, страны Европейского союза, Китай, Япония и др Кардинальное улучшение характеристик углеродистых и низколегированных сталей позволит расширить ассортимент изделий и повысить конкурентоспособность отечественной продукции на мировом рынке. Одной из важнейших задач является разработка методов оперативного контроля углеродистых и низколегированных сталей на стойкость против таких локальных видов коррозии, как язвенная и коррозионное растрескивание, поскольку указанные виды коррозии являются основной причиной выхода из строя действующего оборудования. Рост применения углеродистых и низколегированных сталей диктует необходимость создания эффективных методов контроля их качества, в том числе ускоренными методами, и разработки соответствующих регламентов и технической документации. В настоящее время не существует стандартных методов контроля стойкости так называемых черных сталей на стойкость против локальной коррозии. Применяемые в ряде случаев методы американского стандарга , и др. Создаваемые методы контроля коррозионной стойкости сталей позволят контролировать коррозионную стойкость разрабатываемых и уже существующих углеродистых и низколегированных сталей на всех стадиях их производства, начиная от листового проката и кончая готовыми изделиями, в том числе сварными соединениями. Апробация работы. По материалам диссертации сделано 5 докладов. Москва, Всероссийской конференции Современные проблемы коррозионноэлектрохимической науки, посвященная 0летию со дня рождения академика Я. М. Колотыркина мемориал Я. М. Колотыркина. Пятая сессия Москва, я Научно практическая конференция Фундаментальные аспекты коррозионного материаловедения и защиты металлов от коррозии памяти Г. В. Акимова Москва, Научнопрактической конференции Инновации в науке, производстве и образовании Рязань, . Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 6 печатных работ, в том числе 1 статья в журнале, рекомендованном ВАК РФ. Объем и структура диссертации. Диссертация содержит 0 страниц машинописного текста, рисунок, таблиц, состоит из введения, обзора литературы, методики экспериментов, экспериментальных результатов и их обсуждения, выводов. Список литературы содержит 9 наименований. ГЛАВА I. В г. Кабанов и Лейкис 1 измерили скорость анодного растворения железа в щелочи и сопоставили полученные результаты с данными Кузнецова и Йофа 2, проводившими исследование растворения железа в соляной кислоте. Оказалось, что при экстраполяции зависимостей скоростьпотенциал на одного и го же значение потенциала, скорость растворения железа в кислых растворах меньше, чем в щелочных. Было показано 3, что скорости растворения железа при постоянном потенциале в 2Ы ЫаОН и в 1Ы НС1 отличаются друг от друга примерно в 4 раз. В г. Бонгоффер и Хойслер 4 нашли, что снижение перенапряжения анодного растворения железа с ростом характерно и для кислых растворов. Для объяснения этого явления в 4 предполагалось, что с ростом концентрации ионов водорода в растворе повышается степень покрытия поверхности железа водородом, вследствие чего растворение замедляется. Аналогичная точка зрения была принята Штерном и Росом 5 которые высказали предположение об уменьшении числа анодных участков на железе при снижении раствора, как о причине влияния на скорость анодного растворения. Впоследствии Бонгоффер и Хойслер 6 отказались от первоначально предложенного ими объяснения. Они приняли механизм, аналогичный развитому для растворения железа в щелочных растворах 1,3. Согласно 1,3, найденные для щелочных растворов экспериментальные результаты хорошо согласуются с представлением о протекания растворения железа в несколько стадий, с участием ионов в электрохимической стадии образования промежуточного продукта растворения железа. Для распространения подобного представления на механизм растворения железа в кислых растворах требовались дополнительные гипотезы, поскольку концентрация гидроксид ионов в кислых растворах крайне мала.